[发明专利]一种砂卵石地层磨损系数测量装置及方法

权利要求书

1.一种砂卵石地层磨损系数测量装置，其特征在于：包括基本框架(1)、承载单元(2)、驱动电机(3)、固定架(4)、待测合金块组、土体注入单元和数据检测组件，所述承载单元(2)固定设置在所述基本框架(1)上，所述驱动电机(3)可上下滑动设置在所述基本框架(1)上，所述固定架(4)与所述驱动电机(3)的输出轴传动连接，所述待测合金块组可拆卸设置在所述固定架(4)上，所述土体注入单元与所述承载单元(2)内部通过管路连通，所述数据检测组件用于检测承载单元(2)、驱动电机(3)及土体注入单元的工作数据。

2.根据权利要求1所述的砂卵石地层磨损系数测量装置，其特征在于：还包括空气注入单元(7)、膨润土注入单元(8)和加载单元，所述空气注入单元(7)和膨润土注入单元(8)均与所述承载单元(2)内部通过管路连通，所述加载单元设置在所述承载单元(2)的上方。

3.根据权利要求2所述的砂卵石地层磨损系数测量装置，其特征在于：所述数据检测组件包括扭矩传感器、推力传感器、压力传感器、三个压力计和三个流量计，所述扭矩传感器和推力传感器均设置在所述驱动电机(3)上，所述扭矩传感器和推力传感器分别与所述驱动电机(3)信号连接，所述压力传感器设置在所述承载单元(2)的内部表面上，所述空气注入系统、膨润土注入系统和土体注入单元分别与所述承载单元(2)连通的管路上均设置有一个压力计和流量计。

4.根据权利要求1所述的砂卵石地层磨损系数测量装置，其特征在于：所述待测合金块组包括第一待测合金块组和第二待测合金块组，所述第一待测合金块组和所述第二待测合金块组均可拆卸设置在所述固定架(4)上，所述第一待测合金块组和第二待测合金块组尺寸不同。

5.根据权利要求4所述的砂卵石地层磨损系数测量装置，其特征在于：所述固定架(4)包括横梁(401)和竖梁(402)，所述横梁(401)和竖梁(402)交叉设置且固定连接；所述横梁(401)和竖梁(402)的交叉位置与所述驱动电机(3)的输出轴传动连接，所述第一待测合金块组可拆卸设置在所述横梁(401)上，所述第二待测合金块组可拆卸设置在所述竖梁(402)上。

6.根据权利要求5所述的砂卵石地层磨损系数测量装置，其特征在于：所述横梁(401)和竖梁(402)的长度相同，且在中心位置交叉连接。

7.根据权利要求6所述的砂卵石地层磨损系数测量装置，其特征在于：所述第一待测合金块组包括两个第一待测合金块(5)，两个所述第一待测合金块(5)分别铰接设置在所述横梁(401)的两端；所述第二待测合金块组包括两个第二待测合金块(6)，两个所述第二待测合金块(6)分别铰接设置在所述竖梁(402)的两端。

8.根据权利要求5所述的砂卵石地层磨损系数测量装置，其特征在于：所述固定架(4)还包括传动杆(403)，所述传动杆(403)一端与所述驱动电机(3)的输出轴固定连接，所述传动杆(403)的中心轴线与所述驱动电机(3)的输出轴的中心轴线在一条直线上，所述传动杆(403)的另一端垂直连接设置所述横梁(401)和竖梁(402)的交叉位置。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的砂卵石地层磨损系数测量装置，其特征在于：所述基本框架(1)包括底板(101)和支架(102)，所述底板(101)设置在所述(支架102)的底部，所述底板(101)与所述支架(102)固定连接或一体成形，所述承载单元(2)固定设置在所述底板(101)上，所述驱动电机(3)可上下滑动设置在所述支架(102)上。

10.一种权利要求1所述的砂卵石地层磨损系数测量装置的测量方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1：将原状土通过土体注入单元注入承载单元(2)；

S2：记录待测合金块组的初始重量后安装在固定架(4)上；

S3：将固定架(4)放置在原状土表面，启动驱动电机(3)，驱动固定架(4)向下移动指定行程；

S4：将待测合金块组从固定架(4)上拆卸并记录待测合金块组的磨损后重量；

S5：根据待测合金块组磨损前后重量差计算磨损高度，并根据数据检测组件所检测的数据计算待测合金块组的轨迹长度；

S6：根据磨损高度及轨迹长度绘制磨损曲线，计算得到磨损系数。